JP4389233B2

JP4389233B2 - 液体容器

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Publication number: JP4389233B2
Application number: JP2007101764A
Authority: JP
Inventors: 澤卓石; 林淳小; 田聡品; 野健朗情
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-04-09
Filing date: 2007-04-09
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP2007182086A

Description

本発明は、インクジェット式記録装置等の液体消費装置に供給する液体を貯留する液体容器に関する。

従来の液体消費装置の代表例としては、噴射ヘッドから液滴を噴射する液体噴射装置があり、この液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。

液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。

インクジェット式記録装置で代表される液体消費装置に対する液体の供給方式としては、液体を貯留した液体容器から液体消費装置に液体を供給する方式がある。この方式においては、液体容器内の液体が消費された時点でユーザーが簡単に液体容器を交換できるようにするために、液体消費装置に対して着脱可能に構成されたカートリッジとして液体容器を構成するのが一般的である。

このようなカートリッジタイプの液体容器の従来例として、液体容器の内部に圧縮空気を送り込むことによって液体容器内の液体を加圧し、この圧力を利用して液体容器内の液体をカートリッジの外部に送出して液体消費装置に供給するタイプがある。このように液体容器内の液体を加圧して液体消費装置に供給することにより、例えば液体消費装置における液体吐出部が液体容器の位置よりも高い場合や、液体容器から液体吐出部までの流路抵抗が高い場合等においても、液体容器から液体吐出部まで液体を安定して供給することができる。

下記特許文献１には、内部の可撓性バッグに圧縮空気を送り込むタイプのインクカートリッジ及びこれが装着されるインクジェットプリンタが記載されており、空気を加圧するための加圧ポンプに圧力センサが接続されている。そして、この圧力センサの出力に応じて加圧ポンプを制御することによりインクの供給が制御される。
米国特許第６，２９０，３４３号明細書

上述したように特許文献１に記載のインクカートリッジ及びインクジェットプリンタにおいては、加圧ポンプの動作に基づいてインクの供給を制御するものである。このため、例えばインクジェットプリンタに対するインクカートリッジの装着が不良であり、加圧ポンプが作動しているにも関わらず実際にはインクがインクジェットプリンタに供給されていないような場合でも、加圧ポンプの作動を圧力センサが検出している限り、インクが供給されていると誤認してしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、液体容器の内部に加圧流体が送り込まれることにより容器内部の液体が外部に送出されるように構成された液体容器において、容器内部の液体が加圧流体によって実際に加圧されているか否かを判定することができる液体容器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、液体消費装置に供給される液体を内部に貯留する液体容器において、前記液体を前記液体消費装置に送出するための液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体の内部に形成され、前記液体を貯留する第１貯留室と、前記第１貯留室内の液体を加圧可能な第１加圧手段と、前記容器本体の内部に形成され、前記第１貯留室及び前記液体送出口に連通するとともに、前記第１貯留室内に前記液体が存在する状態において前記第１加圧手段により前記第１貯留室内の前記液体が加圧されたとき、前記第１貯留室内から前記液体が流入して容積が増加する第２貯留室と、前記第２貯留室内に流入した前記液体を加圧するための押圧部材及び前記押圧部材を付勢する圧縮バネを有する第２加圧手段であって、前記第２貯留室内の液体量の増加に応じて前記押圧部材が前記圧縮バネの押圧力に抗して変位する、第２加圧手段と、前記容器本体に設けられ、可動側端子及び固定側端子を含む接点式スイッチを有する検出手段であって、前記第１貯留室から前記第２貯留室に前記液体が流入して前記第２貯留室内の液体量が所定値以上になると、前記圧縮バネの押圧力に抗して変位した前記押圧部材によって前記可動側端子が前記固定側端子から引き離され、これにより前記接点式スイッチがオンからオフに切り替わり、当該接点式スイッチのオン／オフに応じて出力信号が変化する検出手段と、を備え、前記第１加圧手段によって前記第１貯留室内の前記液体に加えられる圧力をＰ１、前記第２加圧手段によって前記第２貯留室内の前記液体に加えられる圧力をＰ２とした場合、Ｐ１＞Ｐ２であり、前記検出手段の接点式スイッチが、前記第１貯留室内の前記液体の残量が所定値以上の場合は、前記第１加圧手段が前記第１貯留室内の前記液体を加圧しているときは前記可動側端子が前記固定側端子から引き離されてオフする一方、前記加圧手段が前記第１貯留室内の前記液体を加圧していないときは前記可動側端子と前記固定側端子との接触状態が維持されてオンし、前記第１貯留室内の前記液体の残量が所定値未満の場合は、前記第１加圧手段が前記第１貯留室内の前記液体を加圧しているときと加圧していないときとのいずれも前記可動側端子と前記固定側端子との接触状態が維持されてオンすることで、前記第１貯留室内の液体の残量が所定値未満か否かが判定され前記第１加圧手段は、前記第１貯留室に貯留される液体とは異なる、前記容器本体の内部に導入された加圧流体の圧力によって前記第１貯留室を加圧するように構成されており、前記容器本体には、その内部に前記加圧流体を導入するための導入口が、前記液体送出口が形成された面と同じ面に形成されており、前記第１加圧手段は、少なくとも一部が第１可撓性フィルムにより構成され、前記加圧流体の圧力を受けて体積変化可能な加圧室を有し、前記加圧室の体積変化によって前記第１貯留室が加圧されるように構成されており、前記第１可撓性フィルムは、前記容器本体の内部に導入された前記加圧流体に接触して変形する導入口側フィルム部材と、前記第１貯留室を形成する壁の少なくとも一部を構成し、前記導入口側フィルム部材の変形によって押圧されて変形する貯留室側フィルム部材と、を有し、前記容器本体の内部の液体貯留量を記憶する記憶手段をさらに有し、前記記憶手段内に記憶されている前記液体貯留量に関するデータは、前記液体送出口から前記液体が前記液体消費装置に送出されている状態において前記検出手段の出力信号が変化した時点で所定量に書き換えられ、前記所定量は、液体容器の設計段階において決まる、前記出力信号が変化するときの前記容器本体内の液体残量であり、前記所定量としての前記液体残量が前記記憶手段に記憶されている、ことを特徴とする。

上記課題を解決するために、本発明の参考例は、液体消費装置に供給される液体を内部に貯留する液体容器において、前記液体を外部に送出するための液体送出口を有する容器本体と、前記容器本体の内部に形成され、前記液体を貯留する第１貯留室と、前記第１貯留室内の液体を加圧可能な第１加圧手段と、前記容器本体の内部に形成され、前記第１貯留室及び前記液体送出口に連通する第２貯留室であって、前記第１貯留室内の圧力が前記液体を介して内部の前記液体に伝達される第２貯留室と、前記第２貯留室内の前記液体を加圧して前記液体送出口から送出するための第２加圧手段と、前記容器本体に設けられ、前記第２貯留室内の前記液体の圧力の変化に応じて出力信号が変化する検出手段と、を備え、前記第１加圧手段によって前記第１貯留室内の前記液体に加えられる圧力をＰ１、前記第２加圧手段によって前記第２貯留室内の前記液体に加えられる圧力をＰ２、前記液体容器から前記液体消費装置に至る液体流路における圧力損失をＰ３とした場合、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３であることを特徴とする。

上記参考例において、好ましくは、前記第２貯留室内の液体の圧力をＰとした場合、前記検出手段の出力信号は、Ｐ＞Ｐ２であるか、Ｐ＜Ｐ２であるかによって変化する。

また、好ましくは、前記容器本体の内部の液体貯留量を記憶する記憶手段をさらに有し、前記記憶手段内に記憶されている前記液体貯留量に関するデータは、前記検出手段の出力信号が変化した時点で所定量に書き換えられる。

また、好ましくは、前記第１加圧手段は、前記容器本体の内部に導入された加圧流体の圧力によって前記第１貯留室を加圧するように構成されている。

また、好ましくは、前記第１加圧手段は、少なくとも一部が第１可撓性フィルムにより構成され、前記加圧流体の圧力を受けて体積変化可能な加圧室を有し、前記加圧室の体積変化によって前記第１貯留室が加圧されるように構成されている。

また、好ましくは、前記第１可撓性フィルムは、前記容器本体の内部に導入された前記加圧流体に接触して変形する導入口側フィルム部材と、前記第１貯留室を形成する壁の少なくとも一部を構成し、前記導入口側フィルム部材の変形によって押圧されて変形する貯留室側フィルム部材と、を有する。

また、好ましくは、前記第１可撓性フィルムの変形時の反力による圧力損失をＰ４、前記容器本体の内部に導入された前記加圧流体の圧力をＰ１’とした場合、Ｐ１’−Ｐ４＝Ｐ１＞Ｐ２である。

また、好ましくは、前記第２貯留室は、その内部の前記液体の圧力変化に応じて容積が変化するように構成されており、前記検出手段の出力信号は、前記第２貯留室の容積変化に応じて変化する。

また、好ましくは、前記第２加圧手段は、前記第２貯留室を形成する壁の少なくとも一部を構成する第２可撓性フィルムと、前記第２貯留室の容積を減少させる方向に向けて前記第２可撓性フィルムを押圧する押圧部材と、を有する。

また、好ましくは、前記第２可撓性フィルムの変形時の反力による圧力損失をＰ５、前記押圧部材から前記第２可撓性フィルムに加えられる圧力をＰ２’とした場合、Ｐ１＞Ｐ２’＋Ｐ５，Ｐ２’−Ｐ５＝Ｐ２＞Ｐである。

また、好ましくは、前記第２加圧手段によって前記第２貯留室内の前記液体に加えられる圧力Ｐ２は、前記第２貯留室の内部に貯留されている前記液体の量に応じてＰ２-MAX〜Ｐ２-MINの間で変化し、Ｐ１＞Ｐ２-MAX＞Ｐ２-MIN＞Ｐ３である。

また、好ましくは、前記第２加圧手段は、前記第２貯留室内の前記液体を加圧するための力を発生させる圧縮バネを有する。

また、好ましくは、前記液体消費装置の液体吐出部に対する前記液体容器の水頭差をＰ７とした場合、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３−Ｐ７である。

また、好ましくは、前記第１貯留室と前記第２貯留室とは狭隘な連通路を介して連通している。

また、好ましくは、前記第１貯留室と前記第２貯留室とが、両室間に狭隘な流路を介在させることなく一体に形成されている。

また、好ましくは、前記加圧流体は前記液体消費装置から供給される。

また、好ましくは、前記液体消費装置はインクジェット式記録装置であり、前記液体容器は、前記インクジェット式記録装置に着脱自在に装着されるインクカートリッジである。

以上述べたように本発明によれば、液体容器の内部に加圧流体が送り込まれることにより容器内部の液体が外部に送出されるように構成された液体容器において、液体容器の内部の液体が加圧流体によって実際に加圧されているか否かを判定することができると共に、第２貯留室内の液体を使い切ることができる。

以下、本発明による液体容器の一実施形態として、インクジェット式記録装置用のインクカートリッジについて図面を参照して説明する。

図１及び図２は本実施形態によるインクカートリッジ１の外観を示した図であり、図３及び図４はインクカートリッジ１の分解斜視図であり、図５はインクカートリッジ１の断面図及びその分解図である。

インクカートリッジ１は容器本体２を有し、この容器本体２は、第１ケース部材２Ａ、第２ケース部材２Ｂ、及び第３ケース部材２Ｃから構成されている。図３及び図４から分かるように第２ケース部材２Ｂの周縁部には複数の熱カシメリブ３が形成されており、これらの熱カシメリブ３は、第１ケース部材２Ａ及び第３ケース部材２Ｃに形成された複数の貫通孔４、５に挿入され、熱カシメされる。これにより、第２ケース部材２Ｂと第３ケース部材２Ｃとの間に第１ケース部材２Ａが挟み込まれ、これら３つのケース部材２Ａ、２Ｂ、２Ｃが一体化される。

図１（ｃ）に示されているように、容器本体２には、容器本体２の内部のインクを外部に送出するためのインク送出口６が設けられている。図３及び図４から分かるようにインク送出口６は第１ケース部材２Ａに形成されている。

また、インク送出口６が形成された面と同じ面に、圧縮空気を容器本体２の内部に導入するための圧縮空気導入口７が形成されている。この圧縮空気導入口７は第２ケース部材２Ｂに形成されている。

さらに、インク送出口６が形成された面と同じ面に、インクカートリッジ１の製造時にインクを充填するためのインク注入口８が形成されいる。このインク注入口８は第１ケース部材２Ａに形成されている。

また、インク送出口６、圧縮空気導入口７、及びインク注入口８が形成された面と同じ面を含む容器本体２の一隅部には、誤装着防止ブロック９が設けられている。この誤装着防止ブロック９は、インクカートリッジ１をインクジェット式記録装置に装着する際に、所定の位置に所定のインク種のインクカートリッジ１が正しく装着されるようにするために、正しいインク種のインクカートリッジ１以外は装着できないようにする形状が付与されたものである。

図３及び図４に示したように、第３ケース部材２Ｃと第１ケース部材２Ａとの間には底フィルム１０が設けられている。この底フィルム１０は、第１ケース部材２Ａに形成されたインク室用貫通孔１１及びセンサ室用貫通孔１２の底面側の各開口を液密に封止している。

また、第１ケース部材２Ａと第２ケース部材２Ｂとの間には、可撓性のインク室用フィルム１３Ａ、可撓性のセンサ室用フィルム１３Ｂ、及び可撓性の加圧室用フィルム１４が設けられている。インク室用フィルム１３Ａとセンサ室用フィルム１３Ｂとは一枚のフィルムによって一体に形成されている。インク室用フィルム１３Ａ及びセンサ室用フィルム１３Ｂは、第１ケース部材２Ａに形成されたインク室用貫通孔１１及びセンサ室用貫通孔１２の上面側の各開口を液密に封止している。また、加圧室用フィルム１４は、第２ケース部材２Ｂに形成された加圧室用凹部１５の開口を気密に封止している。

次に、インクカートリッジ１の内部に配置された検出手段１６について図６乃至図８を参照して説明する。

検出手段１６は、圧縮空気の圧力が実際に加えられているか否かによって変化する容器本体２内のインクの圧力の変化に応じて出力信号が変化するものである。

この検出手段１６は、第１ケース部材２Ａに形成されたセンサ室用貫通孔１２の内部に移動自在に挿入可能な外径形状を有するバネ座部材１７を有し、このバネ座部材１７は、その貫通孔１７ａを介して、第２ケース部材２Ｂに形成されたガイド用突起１８に移動可能に装着されている。バネ座部材１７と第２ケース部材２Ｂとの間には圧縮バネ１９が設けられており、この圧縮バネ１９のバネ力によってバネ座部材１７は第２ケース部材２Ｂから遠ざかる方向に付勢されている。

バネ座部材１７及び圧縮バネ１９は、検出手段１６の一部を構成すると同時に、後述するセンサ室４２（図１２）の内部のインクを加圧するための加圧手段を構成している。このように圧縮バネ１９でバネ座部材１７を付勢することによって、簡単な機構で加圧手段を構成することができる。

また、検出手段１６は、容器本体２内のインクに対して圧縮空気から加えられた圧力によって開閉する接点式スイッチ２０を備えている。この接点式スイッチ２０は、容器本体２内のインクに対して圧縮空気から加えられた圧力によって変位する可動側端子２０Ａと、可動側端子２０Ａに対向配置された固定側端子２０Ｂとから成る。

第２ケース部材２Ｂの内壁面には、接点式スイッチ２０に隣接してＩＣ基板２１が配置されており、このＩＣ基板２１は固定リブ２２によって熱カシメにて固定されている。ＩＣ基板２１は、可動側端子２０Ａ及び固定側端子２０Ｂが接触する各接点２３を有しており、板バネ部材にて形成された可動側端子２０Ａ及び固定側端子２０Ｂがそのバネ力によって各接点２３に圧接されている。

また、ＩＣ基板２１はアンテナ部材２４を備えており、このアンテナ部材２４によってインクジェット式記録装置とＩＣ基板２１との間で非接触にて情報が伝達される。

なお、第２ケース部材２Ｂに形成された圧縮空気導入口７は、空気流路２５を介して加圧室用凹部１５に連通している。

また、図６において符号２６はフィルム溶着部を示し、このフィルム溶着部２６に加圧室用フィルム１４が気密に接合されている。

第２ケース部材２Ｂ、検出手段１６、加圧室用フィルム１４等によって加圧ユニットが構成されている。

図９及び図１０は第１ケース部材２Ａを拡大して示した斜視図であり、図９に示したように第１ケース部材２Ａには誤装着防止ブロック９を固定するための固定穴２７が穿設されている。図１０に示したようにインク送出口６にはシールゴム２８が装着されており、インク送出口６の内側には弁体２９が挿入されている。

また、インク送出口６とセンサ室用貫通孔１２とを連絡する通路の途中には、フィルタ３０及び逆止弁３１が設けられている。また、第１ケース部材２Ａに形成されたインク注入口８は、インク注入流路３２を介してインク室用貫通孔１１に連通している。また、インク室用貫通孔１１とセンサ室用貫通孔１２とが、狭隘な連通路３５によって連通している。

なお、図９において符号３３Ａ、３３Ｂはフィルム溶着部を示し、フィルム溶着部３３Ａにはインク室用フィルム１３Ａが、フィルム溶着部３３Ｂにはセンサ室用フィルム１３Ｂが、それぞれ液密に接合される。

また、図１０において符号３６Ａ、３６Ｂはフィルム溶着部を示し、フィルム溶着部３６Ａ、３６Ｂには底フィルム１０が液密に接合される。

また、図１０において符号３４はシール部を示し、このシール部３４において、容器本体２内にインクを充填した後にインク注入流路３２が封止される。

第１ケース部材２Ａ、インク室用フィルム１３Ａ、センサ室用フィルム１３Ｂ等によってタンクユニットが構成されている。

図１１は、インクカートリッジ１をインクジェット式記録装置１００に装着した状態を示したブロック図である。図１１に示したように、インクジェット式記録装置１００の加圧ポンプ１０１からの圧縮空気が、圧縮空気導入口７を介してインクカートリッジ１の内部に導入される。これにより、インクカートリッジ１のインク送出口６からインクが送出され、インクジェット式記録装置１００の記録ヘッド１０２にインクが供給される。圧縮空気をインクジェット式記録装置１００から供給することにより、インクカートリッジ１を小型化できると共に製造コストを低減することができる。

インクカートリッジ１の内部に設けられたアンテナ２４に隣接して、インクジェット式記録装置１００側にもアンテナ１０３が設けられている。インクカートリッジ１の内部に設けられた検出手段１６の出力信号は、インクカートリッジ１内のアンテナ２４からインクジェット式記録装置１００側のアンテナ１０３へと非接触にて伝達される。アンテナ１０３で受信された検出手段１６の検出信号は、インクジェット式記録装置１００の制御部１０４に送られる。制御部１０４は、加圧ポンプ１０１、記録ヘッド１０２、及びキャリッジ等の駆動機構１０５を制御する。

また、インクカートリッジ１の内部に設けられたＩＣ基板２１は、インクカートリッジ１内のインクに関する情報を記憶する機能を有しており、インクカートリッジ１側のアンテナ２４からインクジェット式記録装置１００側のアンテナ１０３に向けて、検出手段１６の検出信号と共にＩＣ基板２１に記憶されたインクに関する情報が伝達される。ＩＣ基板２１に記憶される情報としては、例えばインクカートリッジ１内のインクの残量に関する情報がある。

なお、本実施形態においてはアンテナ２４、１０３による非接触方式にて検出手段１６の出力信号をインクジェット式記録装置１００に伝達するようにしたが、インクカートリッジ１に設けた電気接点とインクジェット式記録装置１００側に設けた電気接点とを接触させる接触方式にて信号を伝達するようにしても良い。

次に、接点式スイッチ２０を含む検出手段１６の検出動作について図１２乃至図１６を参照して説明する。

図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、検出手段１６の検出動作を説明するためにインクカートリッジ１を模式的に示した断面図である。図１２から分かるように、インクカートリッジ１の容器本体２の内部は、インクを貯留するインク貯留室４０と、インク貯留室４０の上方に形成されたインク加圧室４１と、インク貯留室４０とインク送出口６とを接続する流路の途中に設けられたセンサ室４２と、が形成されている。

インク貯留室４０を形成する壁の一部は可撓性のインク室用フィルム１３Ａから成り、センサ室４２を形成する壁の一部は可撓性のセンサ室用フィルム１３Ｂから成り、インク加圧室４１を形成する壁の一部は可撓性の加圧室用フィルム１４から成る。

インク加圧室４１は加圧室用フィルム１４によって気密に封止されているので、バネ座部材１７、圧縮バネ１９等が配置された空間４３には、インクカートリッジ１の内部に導入された圧縮空気の圧力は伝達されない。

図１２（ａ）及び図１３（ａ）は、インク貯留室４０内にインクが十分に充填されており且つインク加圧室４１に圧縮空気が導入されていない状態を示している。この状態においては、インク貯留室４０内のインクには圧縮空気の圧力が加えられていないので、インク貯留室４０内は大気圧である。

従って、バネ座部材１７は圧縮バネ１９のバネ力によって容器本体２の内壁底面に押し付けられており、この状態においては図１３（ａ）から分かるように、接点式スイッチ２０の可動側端子２０Ａと固定側端子２０Ｂとが接触している。つまり、この状態においては接点式スイッチ２０はオンの状態（導通状態）にある。

図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）は、インク貯留室４０内にインクが十分に充填されているインクカートリッジ１において、加圧ポンプ１０１によって圧縮空気を圧縮空気導入口７からインク加圧室４１の内部に導入した状態を示している。

本実施形態においては、圧縮空気によってインク貯留室４０内のインクに実際に加えられる圧力をＰ１、圧縮バネ１９のバネ力によってセンサ室４２内のインクに実際に加えられる圧力をＰ２とした場合、Ｐ１＞Ｐ２となるように圧縮空気の圧力及び圧縮バネ１９のバネ力が設定されている。

より詳細には、圧縮バネ１９のバネ力はその圧縮量によって変化するので、圧縮バネ１９のバネ力によってセンサ室４２内のインクに加えられる圧力Ｐ２は、センサ室４２の内部に貯留されているインクの量に応じてＰ２-MAX〜Ｐ２-MINの間で変化する。そこで、本実施形態においては、Ｐ１＞Ｐ２-MAX＞Ｐ２-MINとなるように圧縮空気の圧力及び圧縮バネ１９のバネ力が設定されている。

このように圧縮バネ１９による最大圧力Ｐ２-MAXを圧縮空気による圧力Ｐ１よりも小さくすることにより、検出手段１６を確実に動作させることができる。

また、本実施形態においては、インク室用フィルム１３Ａ及び加圧室用フィルム１４の変形時の反力による圧力損失をＰ４、圧縮空気導入口７からインク加圧室４１に導入された圧縮空気の圧力をＰ１’とした場合、Ｐ１’−Ｐ４＝Ｐ１＞Ｐ２となるように圧縮空気の圧力及び圧縮バネ１９のバネ力が設定されている。これにより、インク室用フィルム１３Ａ及び加圧室用フィルム１４の変形時に反力が発生した場合でも、検出手段１６を確実に動作させることができる。

図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）に示したように、インク加圧室４１に導入された圧縮空気の圧力によって加圧室用フィルム１４がインク貯留室４０側に押されて変形し、加圧室用フィルム１４の変形によってインク室用フィルム１３Ａがインク貯留室４０側に押されて変形する。これにより、インク貯留室４０内のインクが加圧され、加圧されたインクは連通路３５を介してセンサ室４２に流入する。

そして、センサ室４２に流入したインクの圧力によってセンサ室用フィルム１３Ｂが上方に向かって変形し、圧縮バネ１９のバネ力に抗してバネ座部材１７が押し上げられる。すると、図１３（ｂ）から分かるように、押し上げられたバネ座部材１７によって接点式スイッチ２０の可動側端子２０Ａが押し上げられる。これにより、可動側端子２０Ａと固定側端子２０Ｂとが離れて非接触状態となり、接点式スイッチ２０がオフの状態（非導通状態）になる。

即ち、本実施形態のインクカートリッジ１の検出手段１６においては、インク貯留室４０内のインクが圧縮空気により加圧され、加圧されたインク貯留室４０内のインクの圧力がセンサ室４２内のインクに伝達される。このとき、センサ室４２の内部のインクの圧力Ｐが、所定値、即ち圧縮バネ１９のバネ力によってセンサ室４２内のインクに加えられる圧力Ｐ２よりも高い場合には、バネ座部材１７が上限位置まで押し上げられて接点式スイッチ２０がオフの状態になる。

なお、本実施形態においては、センサ室４２の容積の増大によって圧縮バネ１９のバネ力に抗して変位するバネ座部材１７が、その変位可能な範囲の限界点（上限位置）付近に達した時に可動側端子２０Ａに接触して可動側端子２０Ａが変位するように構成されている。

また、本実施形態においては、センサ室用フィルム１３Ｂの変形時の反力による圧力損失をＰ５、バネ座部材１７からセンサ室用フィルム１３Ｂに加えられる圧力をＰ２’とした場合、Ｐ１＞Ｐ２’＋Ｐ５、Ｐ２’−Ｐ５＝Ｐ２＞Ｐとなるように構成されている。これにより、センサ室用フィルム１３Ｂの変形時に反力が発生した場合でも、検出手段１６を確実に動作させることができる。

また、本実施形態においては、インクカートリッジ１からインクジェット式記録装置１００に至るインク流路における圧力損失をＰ３とした場合、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となるように構成されている。より詳細には、圧縮バネ１９による最小圧力Ｐ２-MINがインク流路の圧力損失Ｐ３よりも大きくなるように構成されている。これにより、圧縮バネ１９のバネ力によって、センサ室４２内に存在するインクの略全部をインク送出口６から確実に送出することができる。

なお、センサ室４２を加圧するために必要な圧力は、インク貯留室４０を加圧するために必要な圧力よりも小さくて済むため、本実施形態のように圧縮バネ１９によってこの加圧力を発生させるようにすることで、インクカートリッジ１を小型化し且つ製造コストを低減することができる。

さらに、本実施形態においては、インクジェット式記録装置１００の記録ヘッド１０２に対するインクカートリッジ１の水頭差をＰ７とした場合、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３−Ｐ７となるように構成されている。これにより、記録ヘッド１０２がインクカートリッジ１よりも高い位置にある場合でも、インクカートリッジ１から記録ヘッド１０２へ確実にインクを供給することができる。

インクジェット式記録装置１００においてインクが消費されることにより、インク貯留室４０内のインクの量が減少してインク貯留室４０の容積が徐々に減少する。このとき、インク貯留室４０内のインク残量が所定値以上であれば、インク貯留室４０内のインクに加えられた圧縮空気の圧力がインクを介してセンサ室４２内のインクに伝達される。従って、この状態においては、圧縮バネ１９のバネ力に抗してバネ座部材１７がその上限位置まで押し上げられた状態が維持され、接点式スイッチ２０のオフ状態が維持される。

インク貯留室４０内のインクがさらに消費され、図１２（ｃ）に示したようにインク貯留室４０内にインクがほとんど存在しない状態になると、圧縮空気の圧力がセンサ室４２内のインクに伝達されなくなる。すると、センサ室４２内のインクの消費に伴ってバネ座部材１７が降下し、図１３（ｃ）に示したようにバネ座部材１７による可動側端子２０Ａの押し上げ状態が解除される。これにより、可動側端子２０Ａが固定側端子２０Ｂに接触した状態となり、接点式スイッチ２０がオフ状態からオン状態に切り替わる。

即ち、圧縮空気の圧力が容器本体２内のインクに伝達されず、容器本体２内のインクの圧力が所定値未満の場合には、接点式スイッチ２０はオフの状態になる。

なお、本実施形態においては、上昇したバネ座部材１７によって可動側端子２０Ａが押し上げられて接点式スイッチ２０がオン状態（導通状態）からオフ状態（非導通状態）に切り替わるようにしたが、一変形例としては、可動側端子２０Ａ及び固定側端子２０Ｂの配置を上下逆転させると共に、非加圧状態においては可動側端子２０Ａと固定側端子２０Ｂとが非接触状態になるようにして、加圧時に上昇したバネ座部材１７によって可動側端子２０Ａが押し上げられて固定側端子２０Ｂに接触するようにしても良い。

図１４及び図１６は、インクカートリッジ１内のインクの消費に伴って変化するインク供給圧力を示しており、横軸はインクカートリッジ１内のインク残量である。ここで「インク供給圧力」とは、インクカートリッジ１のインク送出口６から送出されるインクの圧力である。

なお、図１４は、インク室用フィルム１３Ａ及びセンサ室用フィルム１３Ｂの変形時の反力を考慮しない場合のグラフであり、図１６は、インク室用フィルム１３Ａ及びセンサ室用フィルム１３Ｂの変形時の反力を考慮した場合のグラフである。

図１４から分かるように、インクカートリッジ１内のインクが満タンの状態（初期状態）においては、圧縮空気の圧力Ｐ１がそのままインク供給圧力になる。そして、インク貯留室４０内のインク残量が所定値以上である限り、インク供給圧力は圧縮空気の圧力Ｐ１に維持される。

そして、インク貯留室４０内のインク残量が所定値を下回った状態（本実施形態ではインク貯留室４０内のインクがほとんど無くなった状態）になると、圧縮空気の圧力がインクカートリッジ１内のインクに伝達されなくなる。この状態においては、インク供給圧力は圧縮バネ１９のバネ力によって決定されることになる。

即ち、インク貯留室４０内のインク残量が所定値まで低下した時点、即ちインクニアエンド（Ｎ／Ｅ）の時点においては、最大限に圧縮された状態にある圧縮バネ１９による最大バネ圧力Ｐ２-MAXがインク供給圧力となる。

そして、センサ室４２内のインクの消費が進むにつれて圧縮バネ１９の圧縮量が小さくなり、バネ座部材１７が容器本体２の内部底面に達した時点のバネ圧力（最小バネ圧力）Ｐ２-MINまでバネ圧力が減少する。この時点ではセンサ室４２内にもインクがほとんど残留しておらず、インクカートリッジ１はインクエンド（Ｉ／Ｅ）の状態になる。

また、図１６から分かるように、初期状態においては圧縮空気の圧力Ｐ１がほぼそのままインク供給圧力になる。インクの消費が進行し、インク貯留室４０内のインクが減少すると、インク室用フィルム１３Ａ及び加圧室用フィルム１４の反力が徐々に大きくなり、インク供給圧力は徐々に減少する。

そして、インク貯留室４０内のインク残量が所定値を下回った状態になると、圧縮空気の圧力がインクカートリッジ１内のインクに伝達されなくなる。この状態においては、インク供給圧力は圧縮バネ１９及びセンサ室用フィルム１３Ｂの反力によって決定されることになる。

なお、図１４及び図１６中の圧力Ｐ３は、インクカートリッジ１から記録ヘッド１０２に至るインク流路の圧力損失を示している。圧縮バネ１９の最小バネ圧力Ｐ２-MINをインク流路における圧力損失Ｐ３よりも大きくなるように設定することによって、センサ室４２内のインクを使い切ることができる。

また、図１５は、インクの有無及び加圧ポンプの作動／停止によって検出手段１６の出力信号がどのように変化するかを示した表である。なお、図１５中の「インク有り」とは、インク貯留室４０内のインク残量が所定値以上の場合を示し、「インク無し」とは、インク貯留室４０内のインク残量が所定値未満の場合を示す。

図１５から分かるように、インク有りの状態で加圧ポンプ１０１が作動している場合には、検出手段１６がＯＦＦの状態になる。一方、加圧ポンプ１０１が作動している場合でも、インク無しの状態になると、検出手段１６はＯＮの状態になる。また、加圧ポンプ１０１が停止している場合には、インク貯留室４０内のインクの有無に関わらず、検出手段１６はＯＮの状態になる。

そして、本実施形態によるインクカートリッジ１においては、上述した検出手段１６の動作特性を利用することにより、以下に説明するように、インクジェット式記録装置１００に対するインクカートリッジ１の装着不良（差し込み不足等）を検出し、或いは検出手段１６の故障を検知することができる。

即ち、インク貯留室４０内のインク残量が所定値以上の場合（例えば新品のインクカートリッジ１を装着する場合）に、加圧ポンプ１０１を作動させたにも関わらず検出手段１６がＯＦＦにならない時は、インクカートリッジ１の装着不良或いは検出手段１６の故障が考えられる。この場合には、例えばユーザーに対してインクカートリッジ１の装着状態を確認するように促すメッセージが表示される。また、加圧ポンプ１０１が停止状態であるにも関わらず検出手段１６がＯＦＦになっている場合には、検出手段１６の故障と判定される。

以上述べたように本実施形態によるインクカートリッジ１においては、インク貯留室４０内のインクに対して圧縮空気から実際に加えられている圧力によって検出手段１６が動作するので、インクカートリッジ１からのインクの送出の有無を確実に判定することができる。

また、本実施形態によるインクカートリッジ１においては、インク貯留室４０内のインクがほとんど無くなり且つセンサ室４２にはインクが充填されている状態に至った時点、即ちインクニアエンド（Ｎ／Ｅ）になった時点を検出することができる。このため、印刷の途中でインクエンド（Ｉ／Ｅ）になって記録紙を無駄にしてしまうといった事態を回避することできる。

また、本実施形態によるインクカートリッジ１においては、インクニアエンド（Ｎ／Ｅ）の時点からインクエンド（Ｉ／Ｅ）の時点までに供給できるインクの量は、インクニアエンド（Ｎ／Ｅ）の時点におけるセンサ室４２内のインクの量によって決まる。そして、インクニアエンド（Ｎ／Ｅ）の時点におけるセンサ室４２内の所定のインク量は設計段階において決まるので、このインク量をインクカートリッジ１のＩＣ基板２１に記憶させておき、検出手段１６がインクニアエンド（Ｎ／Ｅ）を検出した時点でインク残量を前記所定のインク量に書き換えることにより、インクエンド（Ｉ／Ｅ）の時点を正確に判定することが可能となる。このため、インクカートリッジ１の内部にインクがまだ十分に残っているのにインクエンド（Ｉ／Ｅ）と判定してインクを無駄にしてしまったり、或いは逆に、実際にはほぼインクエンド（Ｉ／Ｅ）に達しているのにまだ十分にインクが残っていると誤認し、印刷の途中でインクエンド（Ｉ／Ｅ）となって記録紙を無駄にしてしまうといった事態を回避することができる。

また、インク満タンの時点からインクニアエンド（Ｎ／Ｅ）の時点までに消費されるインク量も設計段階において決まるので、このインク量をインクカートリッジ１のＩＣ基板２１に記憶させておくことにより、インクニアエンド（Ｎ／Ｅ）になった時点で、それまでのインク滴の吐出回数に基づいて、インク滴の単位重量に関する情報を補正することができる。これにより、インクニアエンド（Ｎ／Ｅ）以降におけるインク消費量の計算の精度を高めることが可能であり、インクエンド（Ｉ／Ｅ）の時点をより一層正確に判定することができる。

また、本実施形態においては、圧縮空気によってインクカートリッジ１内のインクが加圧されているか否かを検出する信号と、インクカートリッジ１内のインク残量がニアエンド（Ｎ／Ｅ）になった時点を検出する信号とが、検出手段１６から出力される同一の信号であるから、検出のための機構を簡素化することができる。

さらに、本実施形態においては、圧縮バネ１９の最小バネ圧力Ｐ２-MINをインク流路における圧力損失Ｐ３よりも大きくなるように設定することによって、センサ室４２内のインクを使い切ることができる。

図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、上述した実施形態の一変形例を示しており、図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれの状態は図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれの状態に対応している。

図１７に示したように本変形例によるインクカートリッジにおいては、インク貯留室４０とセンサ室４２とが、両室間に狭隘な流路を介在させることなく一体に形成されている。また、インク室用フィルム１３Ａとセンサ室用フィルム１３Ｂとが別体として構成されており、インク室用フィルム１３Ａに対する押圧方向と、センサ室用フィルム１３Ｂに対する押圧方向とが対向するように両フィルム１３Ａ、１３Ｂが配置されている。

本変形例においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明による液体容器の一実施形態としてのインクカートリッジの外観を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は背面図。（ａ）は図１に示したインクカートリッジの底面図、（ｂ）は側面図。図１に示したインクカートリッジの分解斜視図。図１に示したインクカートリッジの分解斜視図であり、図３を上下逆転させた図。（ａ）は図１に示したインクカートリッジの断面図、（ｂ）は（ａ）の分解図。図１に示したインクカートリッジの加圧ユニットを示した斜視図。図１に示したインクカートリッジの加圧ユニットを示した平面図。図１に示したインクカートリッジの加圧ユニットを示した分解斜視図。図１に示したインクカートリッジのタンクユニットを示した斜視図。図１に示したインクカートリッジのタンクユニットを示した斜視図であり、図９を上下逆転させた図。図１に示したインクカートリッジをインクジェット式記録装置に装着した状態を示したブロック図図１に示したインクカートリッジの検出手段の検出動作を説明するためにインクカートリッジを模式的に示した断面図であり、（ａ）はインク貯留室にインクが十分に充填されており且つインク加圧室に圧縮空気が導入されていない状態を示し、（ｂ）はインク貯留室にインクが十分に充填されているインクカートリッジに対して圧縮空気をインク加圧室に導入した状態を示し、（ｃ）はインク貯留室にほとんどインクが存在しない状態を示す。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の検出手段の部分を拡大して示した図である。図１に示したインクカートリッジ内のインクの消費に伴って変化するインク供給圧力を示した図であり、インク室用フィルム及び加圧室用フィルムの変形時の反力を考慮しない場合を示している。図１に示したインクカートリッジにおいて、インクの有無及び加圧ポンプの作動／停止によって検出手段の出力信号がどのように変化するかを示した図。図１に示したインクカートリッジ内のインクの消費に伴って変化するインク供給圧力を示した図であり、インク室用フィルム及び加圧室用フィルムの変形時の反力を考慮した場合を示している。図１等に示した実施形態の一変形例によるインクカートリッジを模式的に示した断面図であり、（ａ）はインク貯留室にインクが十分に充填されており且つインク加圧室に圧縮空気が導入されていない状態を示し、（ｂ）はインク貯留室にインクが十分に充填されているインクカートリッジに対して圧縮空気をインク加圧室に導入した状態を示し、（ｃ）はインク貯留室にほとんどインクが存在しない状態を示す。

符号の説明

１インクカートリッジ
２容器本体
２Ａ第１ケース部材
２Ｂ第２ケース部材
２Ｃ第３ケース部材
６インク送出口
７圧縮空気導入口
８インク注入口
９誤装着防止ブロック
１０底フィルム
１３Ａインク室用フィルム
１３Ｂセンサ室用フィルム
１４加圧室用フィルム
１６検出手段
１７バネ座部材
１９圧縮バネ
２０接点式スイッチ
２０Ａ可動側端子
２０Ｂ固定側端子
２１ＩＣ基板
２４アンテナ
４０インク貯留室
４１インク加圧室
４２センサ室

Claims

液体消費装置に供給される液体を内部に貯留する液体容器において、
前記液体を前記液体消費装置に送出するための液体送出口を有する容器本体と、
前記容器本体の内部に形成され、前記液体を貯留する第１貯留室と、
前記第１貯留室内の液体を加圧可能な第１加圧手段と、
前記容器本体の内部に形成され、前記第１貯留室及び前記液体送出口に連通するとともに、前記第１貯留室内に前記液体が存在する状態において前記第１加圧手段により前記第１貯留室内の前記液体が加圧されたとき、前記第１貯留室内から前記液体が流入して容積が増加する第２貯留室と、
前記第２貯留室内に流入した前記液体を加圧するための押圧部材及び前記押圧部材を付勢する圧縮バネを有する第２加圧手段であって、前記第２貯留室内の液体量の増加に応じて前記押圧部材が前記圧縮バネの押圧力に抗して変位する、第２加圧手段と、
前記容器本体に設けられ、可動側端子及び固定側端子を含む接点式スイッチを有する検出手段であって、前記第１貯留室から前記第２貯留室に前記液体が流入して前記第２貯留室内の液体量が所定値以上になると、前記圧縮バネの押圧力に抗して変位した前記押圧部材によって前記可動側端子が前記固定側端子から引き離され、これにより前記接点式スイッチがオンからオフに切り替わり、当該接点式スイッチのオン／オフに応じて出力信号が変化する検出手段と、を備え、
前記第１加圧手段によって前記第１貯留室内の前記液体に加えられる圧力をＰ１、前記第２加圧手段によって前記第２貯留室内の前記液体に加えられる圧力をＰ２とした場合、Ｐ１＞Ｐ２であり、
前記検出手段の接点式スイッチが、
前記第１貯留室内の前記液体の残量が所定値以上の場合は、前記第１加圧手段が前記第１貯留室内の前記液体を加圧しているときは前記可動側端子が前記固定側端子から引き離されてオフする一方、前記加圧手段が前記第１貯留室内の前記液体を加圧していないときは前記可動側端子と前記固定側端子との接触状態が維持されてオンし、
前記第１貯留室内の前記液体の残量が所定値未満の場合は、前記第１加圧手段が前記第１貯留室内の前記液体を加圧しているときと加圧していないときとのいずれも前記可動側端子と前記固定側端子との接触状態が維持されてオンすることで、前記第１貯留室内の液体の残量が所定値未満か否かが判定され、
前記第１加圧手段は、前記第１貯留室に貯留される液体とは異なる、前記容器本体の内部に導入された加圧流体の圧力によって前記第１貯留室を加圧するように構成されており、
前記容器本体には、その内部に前記加圧流体を導入するための導入口が、前記液体送出口が形成された面と同じ面に形成されており、
前記第１加圧手段は、少なくとも一部が第１可撓性フィルムにより構成され、前記加圧流体の圧力を受けて体積変化可能な加圧室を有し、前記加圧室の体積変化によって前記第１貯留室が加圧されるように構成されており、
前記第１可撓性フィルムは、前記容器本体の内部に導入された前記加圧流体に接触して変形する導入口側フィルム部材と、前記第１貯留室を形成する壁の少なくとも一部を構成し、前記導入口側フィルム部材の変形によって押圧されて変形する貯留室側フィルム部材と、を有し、
前記容器本体の内部の液体貯留量を記憶する記憶手段をさらに有し、前記記憶手段内に記憶されている前記液体貯留量に関するデータは、前記液体送出口から前記液体が前記液体消費装置に送出されている状態において前記検出手段の出力信号が変化した時点で所定量に書き換えられ、前記所定量は、液体容器の設計段階において決まる、前記出力信号が変化するときの前記容器本体内の液体残量であり、前記所定量としての前記液体残量が前記記憶手段に記憶されている、ことを特徴とする液体容器。